关于蒸发介绍

[拼音]：zhengfa

[外文]：evaporation

在地球科学，指水由液态或固态变为气态的过程。蒸发量是水分子进入空气的净传输量。它发生在蒸发面与大气之间存在着蒸发压力梯度的条件下。蒸发作为水的相变过程，需要汽化潜热。当水温为100℃和0℃时，1克水的汽化需潜热分别为540卡/克和 600卡/克；0℃时，冰变为水汽需热更多，为677卡/克。这项巨大的热量由蒸发面以上空气中的太阳辐射能量提供，或者由蒸发面下的储存能量供应。一般说，太阳辐射是蒸发能量的主要来源。

影响蒸发的因素众多，可归纳为两类，即气象因子和蒸发面性质。气象要素包括太阳辐射、气温、湿度、风和气压等等；蒸发面的性质可归纳为 3种主要类型，即水面、陆面和生物体表面，它们的蒸发是极不相同的。水面蒸发属于充分供水的条件，并且有液态与固态（冰、雪）表面的差别。而陆面蒸发则可以因陆面水分多少以及岩、土性质不同而异。由陆面上产生的蒸发包括土壤层的蒸发和地下水位较高时潜水上升通过土壤的蒸发。生物体表面的蒸发因其种群和覆被的不同而不同，同时还要受到生物生理学过程制约。对于一个地区或流域来说，蒸发面的性质可能是多种多样的，其蒸发总量称为总蒸发或蒸散发。

蒸发的形式是多种的，从气象要素和蒸发面性质可以制定不同的计算方法。当蒸发面充分供水时，蒸发量主要取决于气象要素，此时的蒸发可称为蒸发力或潜在蒸散发。蒸发力常用水面蒸发的器皿观测值表示。蒸发力或潜在蒸散发是蒸发的最大值，当土壤水分供应不足时，实际蒸发率低于最大值，称为实际蒸发。

蒸发的计算方法很多，大多是间接的。计算公式可归纳为5类：

（1）空气动力学方法，又称乱流扩散法。其前提是空气呈绝热状态，而且下垫面（如土壤和植物等表面）条件均匀一致时，水汽的水平通量为零。根据分子运动理论，研究蒸发面与空气层之间的热量和水汽的乱流交换。由乱流交换系数和湿度梯度可计算出垂直水汽通量即蒸发量。

（2）能量平衡法。水分从下垫面蒸发要克服一定的阻力，这就需要能量。该法是通过太阳辐射平衡的计算，根据能量守恒原理求出供给蒸发的能量来确定蒸发的。上述的两种方法，均属微气象学方法。

（3）综合方法，包括各种利用气象要素的方法，如英国彭曼法和苏联布德科法等。所谓综合方法是把空气动力学与能量平衡两法综合起来计算蒸发。目前国际上比较常用的是彭曼法。该法是从英国的自然地理条件出发提出的一种计算模型，考虑不同蒸发面的性质用不同的经验系数，可以得到比较接近实际的结果。

（4）事度公式，是以气温作为蒸发计算的主要素，实际是一种纯经验的方法，如美国的索恩斯韦特公式。其计算比较简单，但经验性强，适用性差。

（5）水量平衡法。基于水量平衡的多种因子，如降水、径流、土壤湿度等平衡要素的计算。此法分为流域水文资料计算和高空气象计算两种。

不同学者设想了许多蒸发仪器，但多数只能在一块较小的空间内测定。常用的测定方法主要是水面蒸发皿和土壤蒸渗器。澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)设计水汽通量测定仪，试图直接测量蒸发面上水汽向空中输送的垂直涡流的大小和方向。这种方法可以直接测定蒸发的水汽，但难度较大，所用设备也比较昂贵。

蒸发是大气中水汽的来源，是水循环中重要的一环。蒸发过程包括着能量的转化，没有能量的交换就不可能产生蒸发，这就构成了自然地理过程中物质与能量交换的一种普遍现象。蒸发的计算与研究是水资源评价的基础和作物灌溉的基本依据。蒸发的抑制和调控对改变世界地区的水循环有重要意义。（见图）

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